2019 Fiscal Year Annual Research Report
Rational molecular design toward creation of circularly polarized luminescent organic materials
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18K19081
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
清水 宗治 九州大学, 工学研究院, 准教授 (70431492)
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2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 円偏光発光 / キラリティ / 有機環状分子 / ジケトピロロピロール / BODIPY |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では優れた円偏光発光（Circularly Polarized Luminescence（CPL））の発現を指向して、その理論式に基づき、CPL特性が本質的に大きくなると経験的に予想されている有機色素分子の環状配列構造の構築にジケトピロロピロールおよび、それから誘導したBODIPY類縁体を基礎骨格として用いて挑戦する。実測と理論計算を用いた遷移電気双極子モーメントおよび遷移磁気双極子モーメントの評価により、環状配列構造における高いCPL特性の起源について解明を行う。最終的には未だ黎明期にある有機分子のCPL研究において、基本的な分子設計における学理の構築に挑戦し、本研究成果を基盤に有機円偏光発光（Organic CPL（OCPL））研究を飛躍的に発展させる。
研究最終年度の今年度は、昨年度に合成に成功したジケトピロロピロールの環状オリゴマーの合成条件検討と単離・同定を行った。環状オリゴマーの合成では、反応中間体である白金架橋環状オリゴマーを単離し、脱白金反応条件におけるリン配位子を最適化することで、再現性良く、最終生成物の環状オリゴマーの合成に成功した。また、サイズ排除HPLCを用いることで、最終的に4量体-7量体を単離に成功した。NMRスペクトル測定から4量体よりも大きなオリゴマーではジケトピロロピロールユニットの回転が示唆されたが、一方で4量体では回転しておらず、また、対称性の高い構造を反映したスペクトルが観測されたことから、全てのジケトピロロピロールユニットが同じ方向を向いた光学異性体のラセミ混合物であることが示唆された。
4量体の単結晶作成やキラルカラムを用いた単離も試みたが、溶液中では構造の歪みのためか安定性が十分でなく、分解したために、さらなる構造同定や光学異性体の単離には至っていない。
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